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为什么我会使用 push_back 而不是 emplace_back?

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C++11
向量具有新功能emplace_back。与push_back依赖编译器优化来避免复制的不同,它emplace_back使用完美转发将参数直接发送到构造函数以就地创建对象。在我看来,emplace_back一切都push_back可以做到,但有时它会做得更好(但永远不会更糟)。

我必须使用什么理由push_back


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2022-05-05

共1个答案

小编典典

在过去的四年里,我对这个问题思考了很多。我得出的结论是,大多数关于push_backvs.的解释都emplace_back错过了全貌。

去年,我在 C++Now 上做了一个关于C++14
中的类型推导
的演讲。我在 13:49
开始谈论push_backvs. emplace_back,但在此之前有一些有用的信息提供了一些支持证据。

真正的主要区别与隐式与显式构造函数有关。考虑我们想要传递给push_backor的单个参数的情况emplace_back

std::vector<T> v;
v.push_back(x);
v.emplace_back(x);

在您的优化编译器掌握了这一点之后,就生成的代码而言,这两个语句之间没有区别。传统的智慧是push_back构造一个临时对象,然后将其移入,v同时emplace_back将参数转发并直接构造它,无需复制或移动。根据标准库中编写的代码,这可能是正确的,但它错误地假设优化编译器的工作是生成您编写的代码。如果您是平台特定优化方面的专家并且不关心可维护性,只关心性能,优化编译器的工作实际上是生成您会编写的代码。

这两个语句之间的实际区别在于,更强大的emplace_back会调用任何类型的构造函数,而更谨慎的push_back只会调用隐式的构造函数。隐式构造函数应该是安全的。如果您可以U
a隐式构造 a T,那么您就是说它可以毫无损失U地保存所有信息。T在几乎任何情况下通过 a 都是安全的,T如果你U改为 a
没有人会介意。隐式构造函数的一个很好的例子是从std::uint32_tto的转换std::uint64_t。隐式转换的一个不好的例子是doubleto
std::uint8_t

我们希望在编程时保持谨慎。我们不想使用强大的功能,因为功能越强大,就越容易意外地做一些不正确或意想不到的事情。如果您打算调用显式构造函数,那么您需要emplace_back.
如果您只想调用隐式构造函数,请坚持push_back.

一个例子

std::vector<std::unique_ptr<T>> v;
T a;
v.emplace_back(std::addressof(a)); // compiles
v.push_back(std::addressof(a)); // fails to compile

std::unique_ptr<T>有一个来自 的显式构造函数T *。因为emplace_back可以调用显式构造函数,传递一个非拥有指针编译就好了。但是,当v超出范围时,析构函数将尝试调用delete该指针,该指针未分配,new因为它只是一个堆栈对象。这会导致未定义的行为。

这不仅仅是发明的代码。这是我遇到的一个真正的生产错误。代码是std::vector<T *>,但它拥有内容。作为迁移到 C++11
的一部分,我正确地更改T *std::unique_ptr<T>指示向量拥有它的内存。然而,这些变化是基于我在 2012
年的理解,在此期间我想“emplace_back一切都push_back可以做,还有更多,那我为什么要使用push_back?”,所以我也push_backemplace_back.

如果我将代码保留为使用更安全的代码push_back,我会立即发现这个长期存在的错误,并且它会被视为升级到 C++11
的成功。相反,我掩盖了这个错误,直到几个月后才发现它。

2022-05-05